PROBA-3: ΒΛΕΠΟΝΤΑΣ ΜΕΣΑ ΑΠΟ ΣΚΙΑ ΤΟ ΣΤΕΜΜΑ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ

Αυτό είναι το επιστημονικό όραμα του διπλού δορυφόρου Proba-3 της ESA, της πρώτης παγκόσμιας αποστολής δορυφορικού σχηματισμού ακριβείας, που έχει προγραμματιστεί για εκτόξευση το 2019.

Ένας πρώτος δορυφόρος με την ιδιότητα να μπλοκάρει το φως της Σελήνης από έναν παρατηρητή (‘occulter’), θα πετάξει 150 μέτρα μπροστά από έναν δεύτερο «στεμματογράφο» δορυφόρο, δημιουργώντας μια ακριβή σκιά με σκοπό να αποκαλυφθούν οι αθέατες έλικες του ηλιακού στέμματος, έως και 1,2 ηλιακές ακτίνες, για όσες ώρες χρειαστεί ως το τέλος.

"Έχουμε δύο επιστημονικά όργανα επί του δορυφόρου," εξηγεί ο Ντάμιεν Γκαλάνο, Διευθυντής Ωφέλιμου Φορτίου του Proba-3. "Το πρωταρχικό ωφέλιμο φορτίο είναι το ASPIICS, ένας στεμματογράφος που μπορεί να παρατηρήσει το στέμμα στο ορατό φως, ενώ το ραδιόμετρο DARA που βρίσκεται στο όργανο occulter του πρώτου δορυφόρου μετρά την συνολική ηλιακή ακτινοβολία που προέρχεται από τον Ήλιο – μια επιστημονική παράμετρος για την οποία εξακολουθεί να υπάρχει κάποια αβεβαιότητα.

"Το στέμμα είναι ένα εκατομμύριο φορές πιο αμυδρό από τον ίδιο τον Ήλιο, επομένως το φως από τον ηλιακό δίσκο θα πρέπει να αποκλειστεί για να είμαστε σε θέση να το δούμε. Η ιδέα του στεμματογράφου σχεδιάστηκε από τον αστρονόμο Μπέρναρντ Λυότ στη δεκαετία του 1930 και από τότε έχει αναπτυχθεί και έχει ενσωματωθεί τόσο σε επίγεια όσο και σε διαστημικά τηλεσκόπια.

Όμως, εξαιτίας της κυματικής φύσης του φωτός, ακόμη και μέσα στον κώνο της σκιάς που προέρχεται από το όργανο occulter, κάποιο φως ακόμα διαχέεται γύρω από τις άκρες του occulter, ένα φαινόμενο που ονομάζεται ‘διάθλαση’.

Για να ελαχιστοποιήσουμε αυτό το ανεπιθύμητο φως, ο στεμματογράφος μπορεί να τοποθετηθεί πιο κοντά στο occulter  και ως εκ τούτου πιο βαθιά μέσα στον κώνο της σκιάς. Ωστόσο, όσο βαθύτερα βρίσκεται, τόσο περισσότερο θα πρέπει το ηλιακό στέμμα επίσης να καλυφθεί από το occulter."

"Ως εκ τούτου, πλεονέκτημα θα υπήρχε αν είχαμε ένα μεγαλύτερο όργανο occulter και τη μέγιστη δυνατή απόσταση μεταξύ του occulter και του στεμματογράφου. Προφανώς, ένας δορυφόρος μήκους 150 μέτρων δεν είναι μια πρακτική πρόταση, αλλά η προσέγγισή μας για σχηματισμό δύο δορυφόρων μπορεί να μας παρέχει ισοδύναμες επιδόσεις.

Επιπλέον, ο ίδιος ο στεμματογράφος ASPIICS περιέχει ένα μικρότερο, δευτερεύον δίσκο occulter, με σκοπό να μειωθεί ακόμη περισσότερο το διαθλασμένο φως.

"Η ακρίβεια είναι το πιο σημαντικό - το άνοιγμα του οργάνου ASPIICS μετρά 50 χιλιοστά σε διάμετρο και για την αποδοτική παρατήρηση του στέμματος θα πρέπει να παραμείνει όσο το δυνατόν πιο κοντά στο κέντρο της σκιάς, η οποία είναι περίπου 70 χιλιοστά σε απόσταση 150 μέτρων.

Επομένως θα πρέπει να επιτευχθεί έλεγχος θέσης μεταξύ των δύο διαστημικών οχημάτων σε κλίμακα χιλιοστού, με σκοπό να αποτελούν ουσιαστικά ένα ενιαίο γιγάντιο όργανο στο διάστημα."

Το όργανο ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetry and Imaging of the Corona of the Sun) αναπτύσσεται για την ESA από μια κοινοπραξία με επικεφαλής το Διαστημικό Κέντρο της Λιέγης στο Βέλγιο, που αποτελείται από 15 εταιρείες και ιδρύματα από πέντε Κράτη Μέλη της ESA.

"Πολλές από αυτές τις εταιρείες είναι νέες για την ESA και έχουν αποδειχθεί ότι έχουν σημαντικά κίνητρα και μεγάλη προθυμία να δείξουν τις δυνατότητές τους," παρατηρεί ο Ντάμιεν. "Έχουμε δημιουργήσει διάφορα πρωτότυπα των στοιχείων των δύο οργάνων και το πρώτο μας ολοκληρωμένο ‘διαρθρωτικό και θερμικό μοντέλο’ θα πρέπει να έχει ολοκληρωθεί το φθινόπωρο, ενόψει της Κριτικής Επισκόπησης Σχεδιασμού στο τέλος του χρόνου.

Επίσης, είμαστε σε αναζήτηση διαφόρων οπτικών λεπτομερειών, όπως το καλύτερο σχήμα για τα άκρα του occulter με σκοπό να ελαχιστοποιηθεί η διάθλαση."

Υπάρχει ένα πολύ ευρύτερο ενδιαφέρον σε αυτή την εξωτερική προσέγγιση του occulter - ειδικά για την απεικόνιση εξωπλανητών που μοιάζουν με την Γη, που θα προϋποθέτει την αποδέσμευση των πλανητών αυτών από τα μητρικά τους αστέρια.

"Είναι μια παρόμοια πρόκληση, η κύρια διαφορά είναι ότι το αστέρι που ψάχνουμε είναι μια σημειακή πηγή του φωτός και όχι μια εκτεταμένη πηγή του Ήλιου μας.

Έτσι θα μπορούσαμε να πούμε ότι ο δορυφορικός σχηματισμός με εξωτερικά όργανα τους occulters μπορεί να αποτελέσει ένα ευέλικτο επιστημονικό εργαλείο, ανοίγοντας πολλές νέες προοπτικές στην αστρονομία."